污水处理基本工艺方法介绍

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1.污水处理工艺方法

 

污水处理技术按照原理可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。

 

(1)物理处理法:主要通过物理作用,将污水中悬浮的固体污染物进行分离。常见的方法包括筛滤法、沉淀法和上浮法等。

 

(2)化学处理法:通过化学反应,分离并回收污水中以悬浮、溶解或胶体形态存在的污染物。主要方法包括中和、化学沉淀、氧化还原反应、电解等。

 

(3)物理化学处理法:涉及的方法有混凝法、气浮法、气提、萃取、吸附、离子交换法、电渗析法、过滤法、膜分离法以及反渗透法等。

 

(4)生物化学处理法:借助微生物的代谢过程,将污水中的溶解性和胶体性有机污染物转化为稳定的无机物质。该方法主要分为两大类:好氧处理法和厌氧处理法。

 

1)好氧生物处理法

 

利用好氧微生物(包括兼性微生物)在充足的氧气条件下,将水中的有机污染物作为底物进行生物代谢,从而降解有机物,实现污水的稳定化和无害化处理。根据好氧微生物在处理系统中的表现形式,好氧生物处理法主要分为活性污泥法和生物膜法两大类,这些方法在城镇污水处理中得到了广泛应用。

 

    2)厌氧生物处理法

 

    在无分子氧的环境下,通过厌氧微生物(包括兼性微生物)的作用,将污水中的复杂有机分子分解为低分子化合物,并进一步转化为CH4和CO2等物质。其与好氧生物处理的根本区别在于不使用分子态氧作为电子受体,而是采用化合态氧、碳、硫和氮等作为电子受体。

 

此外,生物处理法也涵盖了利用池塘和土壤进行自然净化的方法。自然生物处理法主要包括稳定塘和土地处理等技术。稳定塘,亦称“生物塘”,是在经过适当人工修整的土地上,构建围堤和防渗层的污水塘,主要依赖自然生物的净化功能来净化污水的一种污水生物处理技术。稳定塘可分为好氧塘、厌氧塘、深度处理塘、曝气塘等多种类型;而土地处理则是在人工控制的条件下,将污水施加于土地,通过土壤与植物的相互作用,实现污水净化的一种自然生物处理技术。土地处理技术又细分为湿地处理、慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、污水灌溉等多种方法。

 

2.基本处理工艺

 

污水处理工艺是指根据既定的排放标准设计的一系列污水处理流程,这些流程由多种处理技术和不同的污水处理单元构成。污水处理工艺通常分为级处理、二级处理和三级处理三个阶段。此外,污水处理厂还需负责污泥的处理和处置工作。

 

(1)一级处理工艺

 

初级处理(预处理)主要涉及去除污水中的漂浮物和悬浮物,这一净化过程主要依赖物理方法。城镇污水的初级处理工艺通常包括格栅、提升泵站、沉砂池和初沉池等处理单元。经过初级处理后,污水中的悬浮固体(SS)通常可以减少40%至55%,而生化需氧量(BOD)则能降低10%至30%,但这样的处理结果仍不足以达到排放标准。因此,初级处理被视为二级处理的前置步骤。

 

(2)二级处理工艺

 

二级处理(生化处理)是在一级处理的基础之上增加缺好氧(AO)的生化处理单元,其目的主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(即BOD、COD物质),并进行脱氨除磷的生化处理,或生物脱氮辅以化学除磷的组合处理。二级处理主要采用的生化方法包括活性污泥法和生物膜法,其中,活性污泥法的应用更为广泛。

 

经过二级处理后,城镇污水有机物的去除率可达90%以上,出水中的BOD、SS等指标能够达到一级B排放标准。二级处理((深度处理)是在一级、二级处理后,进一步处理难降解的有机物、磷和氨等。

 

(3)三级处理工艺

 

三级处理工艺主要处理能够导致水体有营养化的可溶性物质。主要方法有生物脱氨除磷法、混凝沉淀法、砂滤法活性炭吸附法、离子交换法和电渗析法等。三级处理是深度处理的同义语,但两者又不完全相同。三级处理常用于二级处理之后。而深度处理则以污水回收、再用为目的,在二级处置后增加的处理工艺。三级处理也包括生物强化处理工艺,曝气生物滤池(BAF)和反化滤池等。经过三级处理后,出水水质得到进一步的提高,处理出水水质可以达到一级标准及其以上。

 

(4)污泥处理工艺

 

污泥的厂内处理主要包括消化、浓缩、调理和脱水。污泥的消化处理实质上是一个污泥稳定化过程,其过程将使污泥中含有的不稳定的、易腐败发臭的有机质得到控制,令其符合卫生要求,也利于资源化回收和后续处理。污泥常采用中温厌氧消化,消化产生的沼气可作为能源,供燃烧或发电等资源化利用。消化后的污泥称为熟污泥,理化性质稳定,且具有肥效,易于浓缩脱水的后续处理。

 

剩余污泥含水率高达99.2%,需进行浓缩脱水处理以减量。处理方法有重力、气浮和离心浓缩,可利用构筑物或机械完成。浓缩后,污泥含水率降至92%以下,体积显著减少。

 

城镇污水处理厂通常将污泥浓缩和脱水处理合并进行。污泥脱水方法主要有压榨过滤和离心过滤,压榨过滤包括带式污泥浓缩脱水一体机和厢式板框压榨过滤机。

 

脱水后的污泥体积减小,形成易运输的污泥饼。城镇污水处理厂外排污泥含水率应低于80%。为最大化减量并利于无害化处置,可采取破坏细胞壁的调理,进一步降低污泥含水率至50%以下,满足无害化处置条件。

 

一种较为彻底的污泥无害化处理方式是污泥干化焚烧法。然而,将含水量较高的污泥完全干化并实现燃烧,需要消耗大量的能源,尽管污泥本身含有一定的热值可供利用。

 

人工堆肥或机械堆肥等污泥的无害化处置可以进一步改善污泥的卫生质量,堆肥后的污泥是一种很好的土壤改良剂。对于重金属超标的污泥,经脱水处理后要慎重填埋,一般需要将其封闭起来。

 

污泥的无害化处置方法还包括土地利用、安全填埋和制造建筑材料等综合利用途径,不同的无害化处置方法要求的污泥含水率不同,所采用的处理方法也不同,由此足以见得污泥脱水处理的重要。

2025年1月9日 19:47
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